纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液pH值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10mg·L-1、微生物接种量在0～12mg·L-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200mg·L-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4投加量的增大而增加。溶液pH3.0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10mg·L-1、微生物接种量12mg·L-1、纳米Fe3O4投加量200mg·L-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35.7%和54.0%。     

纳米TiO2催化下表层土壤中BaP的紫外光降解

采用光解试验,研究了紫外照射与纳米TiO2联合作用下,土壤表层中苯并[a]芘(BaP)的降解动力学;同时考察了催化剂的浓度、土壤pH、腐植酸和光质对BaP的光催化降解的影响.结果表明,土壤中BaP的光催化降解表现为准一级动力学.催化剂TiO2可以明显地促进土壤中BaP的光降解,较少量的催化剂(0.5%)使光解的半衰期从363.22 h减少到103.26 h.H+和OH-离子对BaP的催化光解起促进作用,在酸性和碱性土壤中BaP光催化降解高于中性土壤,酸性土壤中的降解速率最快.腐殖质吸收紫外光照射时,产生的活性氧中间产物能够攻击BaP,添加腐植酸能增加土壤表层中BaP的光催化降解.BaP的光解半衰期从无外加腐植酸的89.34 h,减少到添加浓度分别为5、10、20和40 mg·kg-1的29.37、32.69、35.73和38.51 h.BaP的催化降解随波长的增加而降低,在波长254、310和365 nm下,BaP降解的一级动力学常数分别为0.007 8 h-1、0.006 1 h-1和0.005 h-1.     

沉水植物对水体阿特拉津迁移的影响

通过研究阿特拉津在武汉市汤逊湖、南湖和荆州市洪湖的沉积物-水体系中分配、吸附和解吸行为,得出阿特拉津在该体系下解吸平衡分配系数KPd远大于吸附平衡分配系数KP,即其滞后解吸行为显著,表明阿特拉津一旦从水中进入沉积物,则很难得以解吸。在此基础上,将南湖沉积物添加阿特拉津淹水培养沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum),设置阿特拉津初始浓度为0.1、0.25、0.5 mg·kg~(-1),结果表明:两种植物均能直接吸收阿特拉津,在第20 d,初始浓度为0.25mg·kg~(-1)时,菹草和穗花狐尾藻体内阿特拉津浓度分别为13.4、11.2 mg·kg~(-1);两种植物对水体中阿特拉津具有一定的去除作用,培养45 d后,随着浓度的增加,菹草和穗花狐尾藻对根际沉积物中阿特拉津的去除率分别达到92%、86%、91%和84%、82%、90%,至60d时,对上覆水中阿特拉津降解率分别为35.0%、51.3%、1.50%和32.4%、61.8%、0.44%。尽管水体中残留阿特拉津容易被沉积物吸持,但在一定浓度范围内仍可用适当的沉水植物对其进行去除。     

Fe(Ⅲ)/UV/空气催化降解罗丹明B及机理研究

【目的】探讨罗丹明B(RB)在Fe(Ⅲ)/UV/空气下的催化降解过程及其机理。【方法】在间歇式光反应器中,研究了pH分别为1.0,3.0和4.3,Fe(Ⅲ)质量浓度为1.68～28mg/L,RB的初始质量浓度为4～150mg/L时RB的光降解过程,通过抑制剂NaN3和异丙醇研究了降解过程可能发生的机理,同时测定了降解过程中Fe2+质量浓度的变化。【结果】RB直接UV光解和Fe(Ⅲ)/UV/空气下的降解表观动力学均符合表观一级动力学规律。RB在Fe(Ⅲ)/UV/空气下降解时,随Fe(Ⅲ)质量浓度的增加,RB降解速率常数增大,但增加程度受到pH的影响,pH=3.0时增加程度最大,pH=1.0次之,pH=4.3时最小;RB初始质量浓度增加,降解速率减小,当RB初始质量浓度高于20mg/L时,继续增加RB质量浓度对其光解速率影响不明显;反应过程中,Fe2+质量浓度在反应初期快速增加,此后维持在一定的水平。【结论】Fe(Ⅲ)/UV/空气能够快速催化RB光解,但在不同pH条件下,Fe(Ⅲ)催化UV光解RB的机理并不相同。     

双草醚钠盐水解的影响因素研究

采用室内实验方法,研究了农药的初始浓度以及水中存在的腐植酸、盐类物质对双草醚钠盐水解作用的影响。结果表明,相同介质中,不同初始浓度双草醚钠盐的水解速率有差异,在实验浓度范围内,随着双草醚钠盐初始浓度的增加水解越明显。在pH值为3时,棕色和白色容量瓶中1 mg.L-1的半衰期为693 h;10 mg.L-1时分别为60.3和83.5 h;20 mg.L-1时则分别为55.5和74.5h。还可以看出,双草醚钠盐在水环境中的水解速率除受农药初始浓度的制约外,还受到反应容器的材料性质的影响。腐植酸可以加快双草醚钠盐的水解反应速率,并且腐植酸浓度越大,越能促进水解。腐植酸浓度从0到1 000 mg.L-1,双草醚钠盐的水解速率增加了110%。NaCl浓度由0增至1 mol.L-1,双草醚钠盐的水解速率常数K值下降了61%。可见水体中溶解盐的存在在一定的程度上抑制了双草醚钠盐的水解,而且随其浓度越大,水解速率越小。研究结果对受农药污染水体的治理有一定的指导意义。     

异丙草胺光解体系中溶液酸度及电导率变化与降解的协同效应

采用自制光降解反应器研究了异丙草胺光解体系中溶液酸度及电导率的变化及与降解率的关系。结果表明,伴随光解进行,溶液的电导率和pH值同时产生有规律的变化。随着光照时间的延长,溶液电导率呈指数增加,到光解反应终了时,电导率增大近10倍,同时溶液电导率与溶液中异丙草胺的降解率亦呈指数对应关系。光解还造成溶液酸度增加,50mg·L-1异丙草胺溶液光照前后pH值由5.96降至3.35。根据对光解产物的分析,推测这两种数值的变化主要原因是异丙草胺的光解羟化脱氯。光解体系初始酸度的改变,对异丙草胺光解速率也有影响,酸度增大,明显抑制了异丙草胺的光解,而碱性环境加速了异丙草胺的光解。溶液酸度与光解进程具有良好的协同性。     

阿特拉津降解菌FM326（Arthrobacter sp.）的分离筛选、鉴定和生物学特性

采集除草剂阿特拉津污染的土壤,通过直接涂布法和富集驯化培养分离法,分别获得6株和5株能够降解阿特拉津的细菌。通过降解效率和降解动态试验,筛选到1株高效降解阿特拉津的菌株FM326,该菌株能以阿特拉津为唯一的碳源和氮源生长,培养96h后对1000mg·L-1阿特拉津降解效率达到97%。通过生理生化鉴定和16SrDNA序列分析,菌株FM326鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)细菌。该菌株表现出最适生长温度30～35℃,最适生长pH值5～9,好氧生长的生长特性。     

阿特拉津污染胁迫对典型细菌DNA损伤研究

采用随机扩增多态性DNA标记(RAPD)方法,研究阿特拉津浓度为0、25、50、75、100和125 mg·L-1污染胁迫条件下对阿特拉津高效降解菌Arthrobacter sp.DNS10和Acinetobacter sp.DNS32与非阿特拉津降解菌Escherichia coli K12和Micrococcus luteus N19生长影响及基因组DNA损伤情况。结果表明,在阿特拉津污染胁迫24 h后,随阿特拉津浓度增高,Escherichia coli K12和Micrococcus luteus N19生长速度受抑制强度逐渐明显。利用随机引物对上述四种细菌基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,菌株Escherichia coli K12和Micrococcus luteus N19处理组与对照组之间RAPD指纹图谱存在明显差异,在阿特拉津浓度为100 mg·L-1时,基因组模板稳定性(GTS)分别降至52.3%和61.2%。同一浓度下,阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32基因组模板稳定性为82.9%,Arthrobacter sp.DNS10基因组模板稳定性为92.1%。研究表明,阿特拉津胁迫对Escherichia coli K12和Micrococcus luteus N19基因组DNA产生损伤;阿特拉津降解菌Arthrobacter sp.DNS10和Acinetobacter sp.DNS32对阿特拉津胁迫有较高耐受性,适于阿特拉津降解。     

固定在颗粒活性炭中的TiO_2光催化降解阿特拉津

利用30W低压汞灯作光源,采用固定颗粒活性炭中的TiO2(TiO2/GAC)作光催化剂,在浅盘反应器中考察了阿特拉津溶液的光催化降解。结果表明,在平均光强为4.38mW·cm-2,光催化剂投加量为7.0g·L-1,阿特拉津初始浓度为21.9mg·L-1,3wt%H2O2用量为30μL·15mL-1,投加方式为1次·2h-1,光照时间为6～10h时,去除率可达92.7%～94.7%,TOC去除率可达67.1%～78.3%。光催化剂增至10g·L-1,H2O2用量一次性加60μL,光照时间为3～4h时,去除率可达91.6%～93.7%,TOC去除率可达65.9%～73.9%。通过组合实验和紫外光谱图分析,估计了体系中影响去除率的光催化、吸附、光降解、H2O2的作用性质和大小,并估计了降解途径,认为同时存在侧链脱烷基反应和OH取代Cl的反应,在有H2O2存在时,使前反应较强。TOC值测定表明阿特拉津已从8个碳降至含2～3个碳的物质。     

零价铁降解水中的阿特拉津

本文应用零价铁(Fe0)技术,以阿特拉津为目标污染物,考察了零价铁的效应,研究了不同零价铁投加量、不同溶液初始pH值等因素对阿特拉津降解效果的影响。结果表明,零价金属铁脱氯降解阿特拉津,随着金属铁质量的增加,阿特拉津的降解率也会增加;溶液初始pH值2～11时,阿特拉津降解率随其低pH值的增加而减小,可以促进零价金属铁的腐蚀,有利于阿特拉津降解。     

不同土壤中苯噻草胺的微生物降解

研究了除草剂苯噻草胺在不同土壤中的降解。结果表明，有机质含量低的土壤中微生物降解是其消失的主要因素，有机质含量高的黑土中吸附结合是其消失的主要因素。水田条件下苯噻草胺消失速率比旱田条件下快，但消失类型不同。被吸附的农药在解吸前不参与微生物降解，土壤有机质含量影响苯噻草胺的实际降解速率。提出反 S型函数模型更好地拟合农药在土壤中的消失动态。     

苄嘧磺隆·苯噻酰草胺0.42％颗粒剂在稻田中的残留及消解动态

为明确苄嘧磺隆和苯噻酰草胺在稻田系统中的使用安全性,于2010、2011年在杭州、长沙和南宁进行田间试验,研究苄嘧磺隆·苯噻酰草胺0.42％颗粒剂在水稻中的消解动态和最终残留.结果表明,在稻田土壤、水、糙米、谷壳和水稻植株中添加的苄嘧磺隆和苯噻酰草胺的平均回收率为70.78％～ 116.06％,相对标准偏差(RSD)为0.91％～10.24％;苄嘧磺隆和苯噻酰草胺的检出限(LOD)均为0.02 mg/L,最小检出量均为4.0×10-9 g.在水稻移栽后5～7 d,采用直接撒施法在高剂量(270 kg/hm2,其中苄嘧磺隆有效成分为64.8 g/hm2,苯噻酰草胺有效成分为1 069.2 g/hm2)下施药1次的消解动态试验结果表明:苄嘧磺隆和苯噻酰草胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的消解动态曲线均符合一级动力学方程,苄嘧磺隆在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均消解半衰期分别为5.35,3.05和3.71 d,苯噻酰草胺在稻田水、稻田土壤和水稻植株中的平均消解半衰期分别为3.61,3.29和3.88 d.分别按低剂量(180 kg/hm2,其中苄嘧磺隆有效成分为43.2 g/hm2,苯噻酰草胺有效成分为712.8 g/hm2)和高剂量(270 kg/hm2)施药1次,在正常收获期采集的稻田土壤、稻杆、谷壳和糙米中均未检测出苄嘧磺隆和苯噻酰草胺.     

高浓度盐对光催化降解有机废水的影响

[目的]研究高浓度盐对光催化降解有机废水的影响。[方法]以罗丹明B为降解对象,采用电化学阳极氧化法制备Fe掺杂TiO2纳米管阵列,以此为光催化剂降解罗丹明B模拟废水,并分别考察了NaCl、Na2SO4、KCl和K2SO4这4种常见的盐在较高浓度下对光催化降解有机废水的影响,确定盐促进或抑制光催化降解有机废水的极限浓度。[结果]根据不掺盐10 mg/L罗丹明B溶液的光催化效率与时间关系图可知,该溶液在180 min时的降解率接近于100%。在试验涉及的浓度范围内,同一种盐均有对废水降解速率最大的最适浓度,就浓度为8%的4种盐而言,这4种盐均对光催化降解有机废水起到了促进作用,但促进程度不一,以8%的Na2SO4的促进作用最为明显。[结论]4种高浓度的盐均对光催化降解有机废水起到了促进作用。     

苯噻草胺在水稻上的残留动态分析

采用高效液相色谱法测定了苯噻草胺在水稻及稻田环境中的残留动态。结果表明:苯噻草胺在植株、米糠、土壤、糙米和田水的添加回收率为80.40%~104.27%;苯噻胺在植株中的半衰期为2.37~2.59 d,在土壤中的半衰期为2.01~2.19 d,在稻田水的半哀期为0.41 d;收获的水稻糙米中苯噻草胺最终残留量均低于最低检测限。     

有机农药光催化降解机理研究进展

应用光催化技术降解有机农药来减少农药对农业环境的污染是目前环境领域中的新兴研究课题。文章对光催化降解的机理以及不同种类农药（有机氯类农药、有机磷类农药、拟除虫菊酯类农药、氨基甲酸酯类农药、其他类农药）的光催化降解研究进展进行了总结。结果表明：在半导体纳米粒子和光催化体系组合作用下,有机农药均可得到有效的降解。本研究提出了光催化降解有机农药的应用前景,并对现行光催化技术的一些缺陷提出建议及展望,以期为有机农药光催化降解的深入研究提供参考。     

水中2,4-二氯苯酚的光催化降解研究

以高压汞灯、紫外灯、氙灯和太阳光为光源,进行了ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚溶液的光催化降解研究。结果表明,ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚均有较强的光催化效果;在相同催化剂浓度下,以ZnO的催化效果最好,其次是TiO2;4种光源中以高压汞灯下的光解最快,太阳光次之;纳米TiO2对2,4-二氯苯酚的光催化降解属于一级动力学反应;曝气能加快2,4-二氯苯酚的光催化降解。     

纳米MnO2改性木材对甲醛的光催化降解研究

以杉木为载体,低温水热工艺制备出纳米MnO₂改性木材光催化复合材料,考察了不同HCI摩尔比、光照强度、降解时间、用量对甲醛的降解性能的影响。结果表明:随着制备MnO₂改性杉木材料时的HCI摩尔比的增加,其对甲醛的降解率先增加后降低;而随着降解时间的增加其甲醛降解率逐渐趋于平缓。MnO₂改性杉木材料在室温阳面自然光照射下对甲醛的催化降解72 h达到92.42%;而甲醛降解率随着白炽灯功率增加却呈下降的趋势。当用0.9 g的MnO₂改性杉木材料在白炽灯15 W的照射下,HCI浓度为2 mol·L^-1时,降解时间3 h,甲醛催化降解率达到98.37%。     

多酸盐-钨酸铵对甲基橙光催化降解的研究

[目的]根据不同类别有机污染物的光催化降解机理优选新型催化剂。[方法]在光化学反应仪中,以紫外灯为光源,以多酸盐-钨酸铵为光催化剂,研究其对模拟甲基橙染料废水的光催化脱色降解的影响,讨论溶液初始酸度、催化剂投加量、溶液的初始浓度、光强等对催化降解效果的影响,在300W的紫外灯光照下,研究钨酸铵降解低浓度甲基橙的动力学。[结果]钨酸铵对甲基橙光催化脱色的最佳条件为:甲基橙溶液5mg/L,在500W高压汞灯照射下,溶液初始酸度pH值为2,催化剂浓度为0.2g/L,1h脱色率可达90.8%。[结论]多酸盐-钨酸铵对甲基橙具有很好的光催化脱色降解作用,其光催化效果与溶液的初始酸度、催化剂加入量、甲基橙的初始浓度、光强等因素有关。     

溴虫腈的光催化降解研究

研究了溴虫腈光催化降解的过程,结果表明光催化降解速率大于光降解速率,且分别遵循动力学一级方程式C1=10.325e^-0.1635t,Ct=10.202e^-0.0069t,采用正交试验分析了各因素对溴虫腈光催化降解影响的顺序：纳米TiO2浓度＞溴虫腈初始质量浓度＞pH＞温度,其中纳米TiO2浓度影响特别显著,并确定了优化降解反应条件.     

磺胺二甲嘧啶在土壤中的吸附和光催化降解作用

研究了磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine,SM2)在土壤中的等温吸附和光催化降解特征,考察了催化剂TiO2用量、土壤水分含量、光照时间和初始浓度等因素对降解效果的影响。结果表明,土壤表面对SM2吸附较小,90%以上的SM2以游离形式存在于土壤中;催化剂TiO2可明显促进SM2的光降解,增加土壤水分含量和延长光照时间,均能显著提高SM2的光降解率,而SM2的初始浓度对光降解效果影响较小。